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        酸性氣體的氨法脫硫工藝分析

        2019-11-29 04:19:21李通
        商品與質(zhì)量 2019年11期
        關(guān)鍵詞:亞硫酸氨法硫酸銨

        李通

        山東省東營市港城熱力有限公司 山東東營 257000

        1 氨法脫硫的原理和步驟

        在工業(yè)生產(chǎn)過程中,尤其是火力發(fā)電廠通常會產(chǎn)生大量的酸性氣體,如果直接將這些氣體排放到空氣中,必然會對環(huán)境造成極大的污染,因此對采用多種方法措施對這些氣體實施脫硫處理,降低煙氣中的二氧化硫含量就顯得尤為重要。截止到目前為止,人們在生產(chǎn)過程中會采用鈣法脫硫、鐵法脫硫、氨法脫硫等多種方法,其中氨法脫硫最為常見。對氨法脫硫技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)地分析探討具有重要的實踐意義和理論意義。

        1.1 氨法煙氣脫硫的原理

        氨法煙氣脫硫是利用氨氣和二氧化硫的化學(xué)反應(yīng),向酸性氣體中通入氨水,吸收掉酸性氣體中的二氧化硫,進(jìn)而得到亞硫酸銨和亞硫酸氫氨,在酸性氣體脫硫系統(tǒng)的循環(huán)槽中通入相應(yīng)的壓縮空氣,使得亞硫酸銨發(fā)生氧化反應(yīng),最終生成硫酸銨溶液。在脫硫塔的濃縮階段,使用高溫?zé)煔獾臒崃繉⒘蛩徜@溶液進(jìn)行壓縮,進(jìn)而形成含有硫酸銨的漿液,然后進(jìn)行濃縮、離心分離、包裝等多種加工工序,生產(chǎn)硫酸銨產(chǎn)品最終達(dá)到酸性氣體脫硫處理的目的。

        1.2 氨法煙氣脫硫工藝流程

        在火力發(fā)電廠中,通過鍋爐引風(fēng)機(jī)排出來的煙氣和硫回收的克勞斯尾氣一同進(jìn)入脫硫塔濃縮裝置,煙氣經(jīng)過脫硫處理后會排入煙囪,引風(fēng)機(jī)可以有效避免脫硫系統(tǒng)出現(xiàn)巨大的壓降現(xiàn)象。值得注意的是煙囪上一般都有擋板門裝置,一旦出現(xiàn)意外情況,可以直接將煙氣和克勞斯煙氣排入煙囪[1]。

        脫硫系統(tǒng)主要分為兩部分:第一部分是脫硫塔;第二部分是循環(huán)槽。脫硫塔又可以細(xì)分成濃縮階段、吸收階段和除霧階段。煙氣自下往上排放,而吸收液從上往下排放,兩者發(fā)生交匯融合,發(fā)生物理反應(yīng)和化學(xué)反應(yīng),能夠有效去除煙氣中的二氧化硫,進(jìn)而生成亞硫酸銨和亞硫酸氫氨,經(jīng)過脫硫處理的煙氣會經(jīng)過除霧器,進(jìn)而除去煙氣中的液滴,最后從擋板門排入煙囪。

        吸收液是通過氨水槽流入脫硫系統(tǒng)的,引風(fēng)機(jī)會向脫硫系統(tǒng)中排入一些氧氣,使得亞硫酸銨和亞硫酸氫氨發(fā)生氧化反應(yīng),進(jìn)而生成硫酸銨和硫酸氫按,煙氣中的熱量可以對硫酸銨溶液進(jìn)行壓縮處理,硫酸鈉漿液會通過旋流器流入離心機(jī),最終經(jīng)過振動流化床干燥處理,得到含氮量20.5%以上、含水量1%以下的硫酸銨產(chǎn)品。

        2 氨法脫硫存在的問題分析

        氨法在煙氣脫硫過程中存在很多優(yōu)勢,但是也存在很多問題和不足,具體內(nèi)容如下所示:

        2.1 氨逃逸問題

        眾所周知,氨水的揮發(fā)性非常強(qiáng),氨法脫硫過程中,氨水會揮發(fā)成氨氣和水,隨著脫硫尾氣一批排放到空氣中,不僅對周圍環(huán)境造成了極大的污染,也使得氨法脫硫的效率大大降低。對氨逃逸進(jìn)行系統(tǒng)全面地分析研究,并制定合理有效的應(yīng)對措施就顯得尤為重要。在實際運作過程中,鍋爐排放的酸性氣體溫度比較高,會大大增加氨水的揮發(fā)效果,有的火電廠為了提高酸性氣體的脫硫效果,會使用過量的氨水,脫硫塔上方會形成“自煙”現(xiàn)象,這就是氨水揮發(fā)造成的。由此可以看出,氨逃逸主要是由于氨水揮發(fā)性強(qiáng)、脫硫系統(tǒng)溫度高造成的。

        2.2 氣溶膠問題

        在酸性氣體氨法脫硫過程中很容易出現(xiàn)氣溶膠現(xiàn)象,這是因為液態(tài)和固態(tài)小分子懸浮在空氣中,從而形成膠體分散體系。氣溶膠的形成主要有兩種途徑:一種是酸性氣體脫硫過程中,氨水揮發(fā)成氨氣和水分子,空氣中的氨氣分子與二氧化硫分子發(fā)生氣相反應(yīng),最終形成亞硫酸氫氨和硫酸銨并懸浮到空氣中。第二種是氨水吸收酸性氣體中的二氧化硫之后,相應(yīng)的液體隨著氣體排出,在高溫情況下,亞硫酸銨變成固體結(jié)晶并懸浮在空氣中,形成了氣溶膠。

        3 氨法脫硫的優(yōu)化措施

        3.1 氨逃逸的處理措施

        氨水是造成氨逃逸的重要因素,所以應(yīng)該加強(qiáng)對氨水質(zhì)量的管理控制,具體作法如下所示:第一,將氨水中的酚類物質(zhì)、硫化氫、油脂等比例控制在合適范圍之內(nèi),這些物質(zhì)對硫酸銨結(jié)晶有著良好的抑制作用,能夠有效避免亞硫酸銨出現(xiàn)氧化反應(yīng)。第二,控制好酸性氣體的流速,酸性氣體氨法脫硫主要應(yīng)用的是二氧化硫與氨氣的化學(xué)反應(yīng),氣相中二氧化硫和氨氣的含量對平衡濃度有著重要的影響[2]。因此將酸性氣體的流速控制在合適范圍之內(nèi),就可以有效避免出現(xiàn)嚴(yán)重的氨逃逸現(xiàn)象。

        3.2 氣溶膠的處理措施

        在未來發(fā)展過程中,火電廠、化工廠可以通過提高脫硫率的方法,來有效控制氣溶膠的發(fā)生,可以將第三代塔外氧化脫硫技術(shù)應(yīng)用到實際生產(chǎn)當(dāng)中,在脫硫塔外加裝一套循環(huán)槽氧化系統(tǒng),選擇高效合理的噴淋技術(shù),消除氣溶膠“拖尾”現(xiàn)象。第二,使用降低溫度的方法,減少氣體中亞硫酸鹽的含量,降低煙氣中的水分,最終達(dá)到減少氣溶膠現(xiàn)象、凈化環(huán)境的目的[3]。

        4 結(jié)語

        通過對酸性氣體氨法脫硫的原理、工藝進(jìn)行系統(tǒng)全面地分析探討,使人們對氨法脫硫技術(shù)有一個清晰的認(rèn)識。然后對酸性氣體氨法脫硫技術(shù)存在的問題進(jìn)行分析研究,認(rèn)識到氨逃逸、氣溶膠等問題產(chǎn)生的原因和危害,進(jìn)而提出一系列針對性的改善措施,不僅可以有效提高酸性氣體氨法脫硫的效果,還能避免對環(huán)境造成太大的污染,為酸性氣體脫硫工作的發(fā)展提供了重要的理論指導(dǎo)。

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